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了解路由器,交換機和網絡硬件

了解路由器,交換機和網絡硬件

Geoffrey Carr

今天我們來看看家庭網絡硬件:各個部分的功能,何時需要,以及如何最好地部署它們。繼續閱讀,以更清楚地了解優化家庭網絡所需的內容。

什麼時候需要開關?樞紐?路由器到底做了什麼?如果你有一台電腦,你需要路由器嗎?網絡技術可能是一個相當神秘的研究領域,但擁有正確的術語和設備如何在您的家庭網絡上運行的一般概述,您可以放心地部署您的網絡。

通過網絡圖了解家庭網絡

而不是從一個網絡術語詞彙開始 - 並在此過程中用技術術語抨擊你,沒有簡單的參考點 - 讓我們直接看看網絡圖。這是最簡單的網絡配置:直接連接到調製解調器的計算機,該調製解調器又通過電話線/電纜/光纖上行鏈路連接到個人的互聯網服務提供商。

它並沒有比這種安排複雜,但是為了簡化設置需要付出代價。該用戶無法使用Wi-Fi設備訪問互聯網(因此無法訪問智能手機,平板電腦或其他無線設備),並且他們失去了在計算機和更大的互聯網之間使用路由器的好處。讓我們介紹一個路由器,並強調使用它的好處。在下圖中,我們向網絡介紹了兩個元素:無線路由器和通過無線連接連接到網絡的筆記本電腦。

什麼時候應該使用路由器?鑑於家用路由器的低成本以及在網絡上安裝一台路由器所帶來的好處 你應該總是使用路由器(幾乎總是包括防火牆功能)。

家庭路由器實際上是三個網絡組件的組合:路由器,防火牆和交換機。在商業環境中,三個硬件保持獨立,但消費者路由器幾乎總是路由和交換組件的組合,並添加了防火牆以便進行測量。首先讓我們看一下路由器功能的作用。

在最基本的層面上,路由器將兩個網絡連接在一起,即家中的網絡(無論大小)和家庭外的網絡(在這種情況下,是因特網)。 ISP提供給您的寬帶調製解調器僅適用於將單台計算機連接到互聯網,通常不包括任何類型的路由或交換機功能。路由器執行以下功能:

  • IP共享: 您的ISP為您分配了一個IP地址。如果您有台式機,筆記本電腦,電視上的媒體盒和iPad,那麼一個IP地址顯然不會削減它。路由器管理這些多個連接,並確保正確的信息包到達正確的位置。沒有這個功能,桌面上的人和筆記本電腦上的人都無法瀏覽網頁,因為無法區分哪台計算機正在請求什麼。
  • 網絡地址轉換(NAT):與IP共享功能相關,NAT修改進出網絡的信息包中的標頭,以便將它們路由到正確的設備。想想NAT就像路由器裡面一個非常有用的接待員,它確切地知道每個傳入/傳出包應該去哪裡,並相應地在部門上蓋章。
  • 動態主機配置: 如果沒有DHCP,則必須手動配置並將所有主機添加到網絡中。這意味著每次新計算機進入網絡時,您都必須在網絡上手動為其分配地址。 DHCP會自動為您執行此操作,以便在將XBOX插入路由器時,您的朋友可以使用無線網絡,或者添加新計算機,分配的地址無需人工干預。
  • 防火牆: 路由器以各種方式充當基本防火牆,包括自動拒絕不屬於網絡中的計算機與外部世界之間正在進行的交換的傳入數據。例如,如果您從Pandora請求音樂流,您的路由器會說:“我們期待您,請加入”,並將該數據流定向到發出請求的設備。另一方面,如果突然爆發的端口探測來自未知地址,您的路由器將充當保鏢並拒絕請求,從而有效地掩蓋您的計算機。即使對於使用單台計算機的用戶來說,僅使用防火牆功能就可以獲得簡單的50美元路由器。

除了上面概述的內部到外部網絡功能之外,家用路由器還充當網絡交換機。網絡交換機是一種便於內部網絡上的計算機之間通信的硬件。如果沒有切換功能,設備可以通過路由器與更大的互聯網通信,而不是互相通話 - 就像通過網絡將MP3從筆記本電腦復製到桌面一樣簡單。

大多數路由器都有四個以太網端口,允許您插入四個設備並通過交換機功能進行通信。如果您需要四個以上的以太網連接,則需要升級到具有更大端口組的路由器(一個相當昂貴的命題,通常只能將您提升到八個端口),或者您可以選擇一個專用交換機。注意:只有在用完時才需要升級 物理 用於硬線連接的端口。如果您只有一台計算機和一台聯網打印機插入四端口路由器(並且網絡上的其他所有內容都基於Wi-Fi),則無需升級即可獲得物理端口。也就是說,讓我們來看看帶有專用交換機的網絡。

儘管對於大多數家庭用戶來說,超級大多數家用路由器的四端口限制已經足夠,但過去10年來,家庭內部的可聯網設備數量顯著增加。有多台計算機,多個遊戲機,媒體中心,打印機,文件服務器等都連接到以太網LAN的情況並不少見(而您可能會將Wii放在Wi-Fi網絡上專用視頻流和媒體服務器訪問,更可取的是硬線連接)。一旦達到設備飽和水平,就必須添加具有8個,16個或更多端口的交換機,以正確支持不斷增長的家庭網絡。

作為旁注,歷史上人們經常依賴集線器,因為它們比昂貴的交換機便宜得多。集線器是一種簡單的網絡設備,它不檢查或管理通過它的任何流量 - 它是一個“啞”網絡設備 - 相比之下,交換機實際上與數據包交互並主動引導它們。由於集線器沒有管理組件,因此數據包之間會頻繁發生衝突,從而導致性能整體下降。集線器存在許多技術缺陷,您可以在這裡閱讀。在過去10年中,消費級網絡交換機的價格急劇下降,很少有集線器甚至被製造出來(Netgear,最大的消費者中心製造商之一,甚至不再生產它們)。由於網絡集線器的缺點和優質的消費級網絡交換機的低價格 我們不建議使用集線器。如果您能以25美元的價格購買一台非常好的高速8端口交換機,那麼在家庭網絡上使用過時的集線器是沒有充分理由的 - 如果您對網絡管理員部署集線器的原因感到好奇,您可以閱讀它這裡。

回到開關主題: 交換機是一種增加家庭網絡規模的優秀且廉價的方式。如果您的路由器背面有四個端口,那麼擴展網絡最簡單的方法就是購買具有適當端口數量的交換機。從路由器上拔下設備,將所有設備插入交換機,然後將交換機插入路由器。注意:交換機絕對沒有路由功能 不能 取代路由器。您的路由器可能內置了一個四端口交換機,但這並不意味著您的新八端口專用交換機可以替換您的路由器 - 您仍然需要路由器在您的調製解調器和交換機之間進行調解。

解碼網絡速度指定

現在您已經清楚地了解了您的網絡應該如何進行物理配置,讓我們來談談網絡速度。我們感興趣的有兩個主要名稱:以太網和Wi-Fi。我們先來看看以太網吧。

以太網連接速度在10BASE中指定。最初的以太網協議現已有30年曆史,最高速度為10 Mbit / s。 1995年推出的快速以太網將速度提高到100 Mbit / s。千兆以太網是在1998年之後不久推出的,但直到最近才在消費市場上獲得很大的吸引力。顧名思義,千兆以太網能夠達到1000 Mbit / s。您通常會在網絡設備及其包裝上註明這些名稱為10/100或10/100/1000,表明該設備與哪種以太網版本兼容。

為了充分利用最高速度,傳輸鏈中的所有設備都必須達到或高於您想要的速度等級。例如,假設你的地下室有一個媒體服務器,安裝了千兆以太網卡,客廳裡有一個帶有千兆以太網卡的媒體控制台,但是你用兩個10/100交換機將它們連在一起。這兩款設備都將受到交換機上100 Mbit / s天花板的限制。在這種情況下,升級交換機將大大提高您的網絡性能。

除了在家庭網絡中傳輸大型文件和流式傳輸高清視頻內容之外,幾乎沒有必要將所有設備升級到千兆位。如果您的主要計算機網絡使用涉及瀏覽Web和輕量文件傳輸10/100是令人滿意的。

了解Wi-Fi速度

Wi-Fi速度由字母而不是數字指定。與我們在以太網中發現的易於翻譯的數字網絡速度指定不同,Wi-Fi指定實際上是指IEEE 802.11網絡標準的草案版本,它規定了Wi-Fi協議的參數。

支持802.11b 是消費者廣泛採用的第一個版本。 802.11b設備的最大傳輸速率為11 Mbit / s,但速度很大程度上取決於信號強度和質量 - 實際上用戶應該期望1-5 Mbit / s。使用802.11b的設備受到嬰兒監視器,藍牙設備,無繩電話和其他2.4GHz頻段設備的干擾。

802.11克 是下一個主要的消費升級,並將最大傳輸速率提升至54 Mbit / s(實際上約為22 Mbit / s,用於糾錯和信號強度)。 802.11g遭受與802.11b相同的2.4GHz頻段干擾。

802.11n標準 是對Wi-Fi標準的重大升級 - 設備使用多輸入多輸出天線(MIMO)在2.4GHz和相對空的5GHz頻段上運行。 802.11n的理論最大值為300 Mbit / s,但考慮到誤差校正和低於理想條件,您可以預期速度在100-150 Mbit / s範圍內。

802.11ac標準 是一個巨大的升級,帶來更寬的頻道(80或160 MHz與40 MHz),更多的空間流(最多8個)和波束成形之類的東西,它將波直接發送到您的設備而不是四處彈跳,使事情變得更快。多快了?有些型號每秒可以做一千兆位。它非常快。

與以太網一樣,Wi-Fi速度受到直接網絡中最薄弱環節的限制。如果你有一個支持802.11n的Wi-Fi路由器,但你的上網本只有一個支持802.11g的Wi-Fi模塊,你將以802.11g的速度最大化。除了速度限制之外,放棄最古老的流行Wi-Fi協議802.11b還有一個非常緊迫的原因。您 必須 在網絡中的每台設備上使用相同級別的加密,802.11b設備可用的加密方案很弱並且已經受到損害(例如,WEP加密可能會在幾分鐘內被中等技術的孩子破壞)。升級Wi-Fi路由器和無線設備可讓您升級無線加密並享受更快的速度。如果您還沒有做任何事情來保護您的路由器,那麼現在是閱讀我們的指南以鎖定您的Wi-Fi網絡以防入侵的好時機。

與以太網一樣,升級到最高速度 - 在這種情況下,802.11n - 最適合移動大文件和流式高清視頻的人。升級到802.11n對您的網絡瀏覽速度的影響可以忽略不計,但會對您在家中無線傳輸高清內容的能力產生巨大影響。


此時,您已經了解瞭如何佈置家庭網絡,並了解網絡速度名稱的含義以及它們如何影響您和您的網絡。現在是時候升級您的交換機,推出一些新的Wi-Fi帶寬,並享受更好的家庭網絡。

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